电子产品模块及应用工作任务四

3．电路功能 （1）功能作用 1）空调遥控器的功能作用。 空调遥控器接通电源后便可以进行操作了， 只要按下 S1～S8 任何一按键， 就可以完 成温度的设定，风量大小的设定等操作，通过红外发射二极管把需要的控制信息发送出 去。 2）空调主机温控电路功能作用。 主机温控电路接上电源后，只要遥控器发出指令，主机温控电路便可以通过红外接 收二极管接收指令，并通过解调和解码，把相关信息送入微处理器，由微处理器发出相 关指令，操纵控制制冷片的工作，使室内温度保持在遥控器设定的温度范围之内。而室 内的温度数据是由温度传感器采集取样。该主机同时亦可控制风机送出风量的大小，使 室内温度更快达到预设温度要求。
红外接收模块 IC1 坏 温控主机微处理器 IC2 或外围电路故 置换单片机 EDM002 模块 障 个别微动按钮接触不良 置换红外发射 EDM311 模块 微动按钮与总线连线断裂 主机没有接电源 预设温度过高 微处理器 IC2 故障 温度控制制冷支路元器件 VD3、R19、 VT8、VT9 个别损坏 制冷器件损坏（半导体制冷片） 微处理器 IC2 故障 风机插头没有插好 电机坏 置换单片机 EDM002 模块 重新插好风机插头 置换直流风机 EDM501 模块 主机接入电源 把预设温度重新调整 置换单片机 EDM002 模块
EDM311 红外发射模块没有 在 EDM311 红外发射模块上装电 装电池 池 没有按遥控器电源开关 F2 振荡频率不准确 按遥控器电源开关 F2 调整遥控模块中 RP1
红外发射 EDM311 晶体振荡器不起振 模块所有微动按钮 不能遥控主机功能 发射电路故障（R1 、VT1 、 置换红外发射 EDM311 模块 LED1、） 红外发射 IC1 坏 温控主机红外接收头 IC4 坏 置换红外接收 EDM312 模块
（1）模块电路
如图 4-11 所示。
图 4-11 EDM404-NPN 三极管驱动模块电路图
（2）模块实物
如图 4-12 所示。
图 4-12
EDM404-NPN 三极管驱动模块实物图
（3）模块功能
接线端口说明：
VCC、GND 插孔：模块电路 5V 电源输入插孔。 IN 插孔：模块信号输入插孔。 插孔：模块信号输出插孔。 该模块的主要作用是对正脉冲信号进行放大。为了能够有较强的驱动作用，模块采 用了由两只 NPN 三极管复合连接成复合管。为了减小电路受电源的影响，外接电源上 加接电容滤波去耦电路，并带有外接电源＋5V 的发光二极管 LED1 显示电路。
测量 EDM57 模块中温度传感器输出 OUT1 插孔电压为_0.2_V。
●
调整遥控器，使 EDM501 模块上的风机在不同转速时，测量 EDM002 模块上的
PD4 的电压，填在表 4-1 中 表 4-1 转速 电压/V EDM002 模块上的 PD4 的电压 Speed1.66 Speed 2.65 Speed+ 3.63 Speed++ 4.61
置换单片机 EDM002 模块 置换四位数码管 EDM605 模块 置换单片机 EDM002 模块 置换四位数码管 EDM605 模块 置换空气质量传感器 EDM105 模 块 置换单片机 EDM002 模块 置换四位数码管 EDM605 模块 置换单片机 EDM002 模块 置换四位数码管 EDM605 模块 置换单片机 EDM002 模块 置换蜂鸣器 EDM504 模块

选择空调器作搭建电路，主要是该电路除 了应用多种具有代表性模块电路外，还采用 了温度传感器、空气质量传感器、半导体制 冷器件和无线控制方式。通过对该电路的测 量与调试，可以认识和了解有关微处理器更 多的相关知识以及相关应用电路，电路虽然 较复杂，但只要正确进行操作，对掌握该电 路的情况还是不困难的。
4．电路框图 根据图 4-1 电路原理图，空调器电路框图如图 4-6 所示。
图 4-6
空调器电路框图
（一）相关单元模块介绍 1．EDM002-AVR 单片机主机模块 EDM002-AVR 单片机主机模块是属于《单片机电路》模块之一。 （1）模块电路 如图 4-7 所示。
图4-7 EDM002-AVR单片机主机模块电路图
图4-1 空调器电路原理图
（2）工作过程 1）空调遥控器的工作过程。 空调遥控器接通电源后便可进行操作。 在红外发射模块 EDM311 对准红外接收模块 EDM312 时，可按下红外发射模块 EDM311“F2”按键后开机，再按“SET”键选择设 置功能，再按“上、下”可设置制冷温度或按“左、右”键设置调节直流风机送出的风 量大小，按“OK”键时，微处理器 IC1 把地址码与功能指令进行编码、调制，把信号从 微处理器 IC1 的“17”脚送出，送到三极管 VT 1 的基极，控制集电极电流，红外发光二 极管 LED1 便把已经编好的地址码和功能指令变成红外光线发射出去。 2）空调主机温控电路工作过程。 主机在接好电源以后，主机红外接收头 IC2 接收到红外光线后进行转换成电信号， 并进行放大、选频、解调，还原出含有地址码和功能指令的电信号送到微处理器 IC2 的 “22～29”脚，微处理器 IC2 把该信号与本机地址码进行比较，如果完全一致，则根据 本机传感器（温度传感器、空气质量传感器）检测到的数据值，与接收到的功能指令的 电信号进行比较，然后由微处理器 IC2 根据比较的结果，发出执行指令。
2）波形测试。
●
测量 EDM002 模块上的 PD4 的波形。
把各模块按电路连接后并通上电， 调整遥控器， 使 EDM501 模块上的风机转速在不 同转速时，用示波器测量 PD4 插孔波形并记录在图 4-3 中。 波形 周期 T＝1ms 量程范围 幅度 VP－P＝4.6V 量程范围
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1．电路原理图 空调器电路原理图如图4-1所示。 2．电路模块的配置 根据电路原理图，组建该电路可配置 EDM002-AVR单片机主机、EDM507-半导体 制冷片、EDM605-四位数码管显示、 EDM314 ±5V, ±12V直流电源模块、 EDM315-变压器、EDM404-NPN三极管驱动 2个、EDM501-直流风机、EDM311-红外发 射、EDM312-红外接收、EDM504-蜂鸣器、 EDM105-空气质量传感器等模块。
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（a）风机转速为 speed-时，PD4 插孔波形 波形 周期 T＝1ms 量程范围 幅度 VP－P＝4.6V 量程范围
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（b）风机转速为 speed 时，PD4 插孔波形 波形 周期 T＝1ms 量程范围 幅度 VP－P＝4.6V 量程范围
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由于单片机 EDM002 模块工作正常，能给制冷电路 EDM507 模块提供制冷的驱动 脉冲，而机器又没有制冷，故障应该出现制冷电路 EDM507 模块上。 用同一型号的制冷电路 EDM507 模块代替故障模块，重新把电路连接好后接入电 源，机器已能制冷，其他功能亦正常。至此故障排除。 模块检测可能出现的问题及解决方法如表 4-2 所示。 表 4-2 问 题 模块检测可能出现的问题及解决方法 原 因 解 决 方 法
置换制冷 EDM507 模块
微处理器 IC2 故障 EDM605 模块部分数 部分显示器坏 码管不能显示数字 驱动管 VT2～VT6 部分坏 EDM605 模块数码管 微处理器 IC2 故障 数字显示缺段 缺段的显示器坏 EDM605 模块空气质 量 显 示 红 色 发 光 二 微处理器 IC2 故障 极管不亮 红色发光二极管坏 EDM605 模块风量显 微处理器 IC2 故障 示发光二极管部分 红色发光二极管坏 不亮 按 下 红 外 发 射 微处理器 IC2 故障 EDM311 功能键，能 控主机温控功能，但 蜂鸣器 LS2 坏 没有 “嘟” 响提示音。 空气质量传感器 LS1 损坏
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（c）风机转速为 speed+时，PD4 插孔波形 波形 周期 T＝1ms 量程范围 幅度 VP－P＝4.6V 量程范围
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（c）风机转速为 speed++时，PD4 插孔波形 图 4-3 PD4 插孔波形
规律：虽然不同的直流风机转速，PD4 的矩形波的频率与幅度都相同，但直流风机 转速越快，PD4 波形的占空比越大。 ● 测量 EDM002 模块上的 PD5 的波形。
图 4-10
EDM507-半导体制冷片模块实物图
（3）模块功能
接线端口说明：
5V、GND 插孔：模块电路 5V 电源输入插孔。 EH＋插孔：制冷片正极。 EH－插孔：制冷片负极。 FAN＋、FAN－插孔：散热风扇正负极。 SPEED 插孔：散热风扇速度输出端。 OUT1 插孔：温度传感器 LM35 信号输出端。 OUT2 插孔：温度传感器 18B20 信号输出端。
7．EDM501-直流风机模块 EDM501-直流风机模块是属于《执行器件》模块之一。 （1）模块电路 如图 4-13 所示。
图 4-13
EDM501-直流风机模块电路图
（2）模块实物
如图 4-14 所示。
图 4-14
EDM501-直流风机模块实物图
（3）模块功能
接线端口说明：
FAN＋、FAN－插孔：直流风机驱动信号输入端口。 只要在模块 FAN＋和 FAN－加入直流电压或矩形脉冲，直流风机便可转动，随着 加入的直流电压和矩形脉冲宽度不同，直流风机的转速也不一样。排插 J1 功能与 FAN ＋和 FAN－插孔相同。
1．模块电路连接 （1）连接实物图 空调器电路连接实物如图 4-2 所示。
图 4-2 空调器电路连接实物图
2．电路调整与测量 （1）电路调整 的电路进行调整。 1）地址码调整。 调整红外发射模块 EDM311 上的 J1 短路线位置使其与红外接收模块 EDM312 上的 J1 短路线位置完全相同。 2）红外发光二极管发射频率调整。 为了能够使接收和发射频率相对应，使接收更加灵敏，就需要调整红外发光二极管 发射频率，可以用示波器或计数器直接读取它的频率，调整的是红外发射模块 EDM311 的电位器 RP1。频率为 38kHz。 为了使搭建后的空调器能够正常地进行工作，就必须要对搭建后
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图 4-4
温度低于室内温度时 PD5 插孔波形
波形
周期 T＝ ms
幅度 VP－P＝ 量程范围 V
量程范围
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图 4-5 温度高于室内温度时 PD5 插孔波形
3．电路检测 由于空调器电路是由比较多的模块搭建而成的， 因此电路只能根据电路测试的结果 来判断电路出现的故障是在那一块的模块电路上。同样，我们可以通过排除法确定故障 的模块。 故障现象：把各模块连接好后，接上电源，遥控器按 F2 后开机，主机板上数码管 显示温度（室内温度），但设置遥控器上的温度小于室内温度时，不能制冷，但仍有风 吹出。 故障检测过程： 因为空调器电路相对较为复杂，检测电路相对也比较多，一些电路还要根据设置情 况和检测到的数据比较后才能确定是否工作，所以要找出故障之处，我们采用排除法进 行检测。
把各模块按电路连接后并通上电，调整遥控器，使设置温度低于室内温度时，用示 波器测量 PD5 插孔波形并记录在图 4-4 中。 把各模块按电路连接后并通上电，调整遥控器，使设置温度高于室内温度时，用示 波器测量 PD5 插孔波形并记录在图 4-5 中。 波形 周期 T＝1ms 量程范围 幅度 VP－P＝4.6V 量程范围
（2）电路测量 1）电压测量。
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测量 EDM105 模块检测空气质量输出 OUT 插孔电压为_4.1_V。 测量 EDM507 模块中温度传感器输出 OUT2 插孔电压为_4.7_V。有漂移的直流
信号。
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如果把 EDM002-模块 PD3 插孔连接到 EDM507 模块的 OUT2 插孔改为 OUT1，
（2）模块实物
如图 4-8 所示。
图 4-8
EDM002-AVR 单片机主机模块实物图
2．EDM50-半导体制冷片模块 EDM507-半导体制冷片模块是属于《执行器件》模块之一。 （1）模块电路 如图 4-9 所示。
图 4-9
EDM507-半导体制冷片模块电路图
（2）模块实物
如图 4-10 所示。